国际首创！西安交大“3D打印可动人工颈椎”，能使患者术后颈部旋转运动！

▲西安交大二附院研发的“3D打印可动人工颈椎”，能使患者术后颈部旋转运动！   本报驻陕记者韩 宏摄

记者从西安交通大学今天举行的科技成果新闻发布会上获悉，西安交通大学5月22日首次获得陕西省基础研究重大贡献奖，该校的《3D打印技术重建脊柱脊髓功能的临床应用与相关研究》《微纳尺度典型金属材料的力学特性及其内在机理》等6项成果获得陕西省科学技术一等奖，15项成果获得二等奖，获奖总数及一等奖数量均居全省第一。

发布会上，西安交大第二附属医院主治医师、助理研究员蔡璇博士代表贺西京博士研究团队发布新闻，他们结合金属3D打印技术，开发出个性化穹窿顶钛笼式人工颈椎，在国际上创新性提出了椎体次全切术后可动人工椎体-椎间盘复合体植入、重建椎体运动单位功能的理念，研制出可动人工颈椎假体和人工寰齿关节。该团队同时宣布，成功开展了世界首例可动人工寰枢关节置换手术。

蔡璇博士概述了项目的三大创新点：“第一、研发3D打印个性化穹窿顶钛笼，降低塌陷率，提高手术疗效；第二、 研发3D打印可动人工颈椎，重建颈椎运动功能；第三、 研发人工寰枢关节，保留寰枢关节旋转功能。”

▲西安交大第二附属医院主治医师、助理研究员蔡璇博士代表研究团队发布新闻。 本报驻陕记者韩 宏摄

蔡璇表示，椎体次全切加钛笼、钛板固定术，是世界上治疗颈椎病疗效最好、应用最广的标准术式，但现行通用的钛笼是临床医生在手术中手工剪裁的，边缘锐利容易塌陷，塌陷率高达79.7%—93.3%。钛笼塌陷容易引起内固定松动、移位，导致临床症状复发等并发症。

该团队研发出3D打印个性化穹窿顶钛笼，消除了传统钛笼的锐利边缘，能精准适配颈椎解剖形态，同时增大了有效支撑面积，大幅度提高了稳定性和手术疗效，降低了塌陷率。蔡璇表示，3D打印的钛笼已经过200余例的临床应用，近两年的随访证实，钛笼塌陷等并发症发生率从90%降到10% 。

▲可动人工颈椎的设计思路：以可动固定代替融合。    本报驻陕记者韩 宏摄

“钛笼、钛板的固定手术被称为颈椎的融合手术，这是世界上临床应用很广泛的术式，疗效也很确切，但融合手术很大的缺陷是，手术节段颈椎将永久丧失它的运动功能，融合手术后，患者的颈部活动严重受限，严重影响术后的生活质量。”蔡璇说，为此，按照“以可动固定代替融合”的设计思路，团队研发出3D打印可动人工颈椎，替代现有的钛笼和钛板，重建颈椎的运动功能。

结合金属3D打印技术，他们研发出一种非融合假体，它由一个椎体和上、下两个中板组成。与传统的融合手术相比，将它植入颈椎后，可成功地保留颈椎在各个方向上的运动，还能长期在体内保持良好的生物医学特性。动物活体实验表明，与传统融合术相比，可动人工颈椎成功保留颈椎侧屈和旋转活动度，降低邻近节段应力，且能长期维持颈椎生物力学的稳定性，为解决颈椎次全切、减压融合术后活动度丧失这一世界性难题提供了新思路。

经香港大学医学院生物力学实验室测试，人工椎体—椎间盘复合体运动、支撑功能良好。2015年，他们对一例45岁的椎体肿瘤男性患者实施了首例人工可动颈椎植入手术。

▲人工寰枢关节替代寰枢融合，可保留寰枢关节旋转功能，提高患者的生活质量。 本报驻陕记者韩 宏摄

蔡璇告诉记者，“融合手术会导致患者产生严重的旋转运动受限，寰枢融合牺牲旋转功能，影响患者的生活质量。”作为项目三大创新点之一，该团队还设计研发出人工寰枢关节来替代寰枢融合，在对寰枢椎施行减压手术的同时，进行人工关节置换，保留寰枢关节的旋转功能。2016年，他们对一位临近瘫痪的患者，开展了世界首例可动人工寰枢关节置换术，术后患者疼痛症状缓解，神经功能恢复，颈椎活动度可。

经教育部科技查新鉴定，3D打印人工寰枢关节置换术为世界首例。查新报告显示：国内外可见关于人工可动寰枢关节设计、仿真、模拟等方面的研究，未见将其应用于临床的文献报道。

据了解，该项目的研究成果目前已在空军军医大学西京医院、唐都医院，及西安红会医院、西安交大一附院、甘肃省中医医院、青岛市市立医院等10余家三级甲等医院中得到推广应用，并获得一致好评。

▲蔡璇博士向本报记者简介3D打印的可动人工颈椎。     本报驻陕记者韩 宏摄

蔡璇告诉记者，经严格的疲劳测试，人工寰枢关节的使用寿命总体可达15至20年。团队将对材料的属性和关节面进行优化，待临床应用广泛后，可应用于椎体的骨折、肿瘤患者，应用成熟后，会推广到脊髓病、颈椎病、椎间盘突出、椎管狭窄等患者。他说，“可动的人工颈椎可以引领未来颈椎的发展方向。”蔡璇信心满满。

本项目共发表论文135篇，其中SCI收录67篇（2016年下半年至今另发表17篇SCI），此外，获批国际专利1项，中国发明专利6项，实用新型专利4项。

贺西京博士现任西安交大医学部副主任、西安交大第二附属医院一级主任医师，中国医师协会神经修复学会主任委员、国际神经修复学会副主委、中国康复医学会常委、陕西康复医学会会长、中国康复医学会脊柱脊髓委员会委员、中国医药协会3D打印委员会副主委、中国残疾人康复协会脊髓损伤康复学会副主委、中国医师协会骨科康复委员会副主委、中华医学会陕西骨科分会副主委、脊柱分会副主委等。承担国家及省部级课题20项，获省部级科技奖９项，发表学术论文470余篇，其中SCl收录140余篇，总影响因子280，引用3000余次。

文：报驻陕记者韩  宏

图：韩  宏

编辑制作：韩  宏

责任编辑：叶志明

*独家稿件，转载请注明出处。